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2021 年度 実績報告書

脊椎動物の頭部の進化を可能にしたゲノム基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H03213
研究機関甲南大学

研究代表者

日下部 岳広  甲南大学, 理工学部, 教授 (40280862)

研究分担者 鈴木 穣  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40323646)
中井 謙太  東京大学, 医科学研究所, 教授 (60217643)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードホヤ / 脳 / 感覚器 / 網膜 / 中枢神経系 / 脊索動物 / 進化
研究実績の概要

ホヤと脊椎動物の間で相同と考えられる組織・器官として、間脳、鼻プラコード、後脳および中軸組織について、トランスクリプトーム、細胞機能、ゲノム特性の比較を行い、得られた結果に基づいて器官進化に関するモデルの構築と検証を行った。ホヤは主にカタユウレイボヤを、脊椎動物はメダカを用いた。器官の中でも、視細胞、ドーパミン細胞、GnRH細胞、グリア細胞など、特定の細胞種に絞った解析も行った。
前年度までに得られたホヤおよびメダカの組織・器官のトランスクリプトームデータを基盤として、発生に関わる細胞間シグナル、ノンコーディングRNA、転写因子について、ノックダウン、ノックアウト、強制発現実験などを行い、トランスクリプトームと表現型を解析した。脊椎動物の脳および感覚器の発生に重要な役割を担っているヘッジホッグシグナルに関して、ホヤにおける特異性と普遍性を見出した。また発生遺伝学的解析と並行してカルシウムイメージングと光遺伝学を駆使した生理学的解析を行い、脊椎動物の脳機能において重要な役割を担うグリア細胞の生理機能および多様性について、ホヤと脊椎動物の間のあらたな共通性を見出した。これらの知見と、ゲノム上の遺伝子分布様式、シンテニーの保存性、トランススプライシング、エピジェネティックな制御等、ホヤと脊椎動物で大きく異なるゲノム上の遺伝子制御のあり方に注目して、脊索動物の脳・感覚器の進化とゲノム機能の発現制御システムの進化について考察した。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 多様な動物を通してみた生きるしくみと進化 ~ホヤとメダカで探る脳と眼の進化~2023

    • 著者名/発表者名
      日下部岳広
    • 雑誌名

      血液事業

      巻: 45 ページ: 789~791

  • [雑誌論文] Retinal Cone Mosaic in <i>sws1</i>-Mutant Medaka (<i>Oryzias latipes</i>), A Teleost2022

    • 著者名/発表者名
      Matsuo Megumi、Matsuyama Makoto、Kobayashi Tomoe、Kanda Shinji、Ansai Satoshi、Kawakami Taichi、Hosokawa Erika、Daido Yutaka、Kusakabe Takehiro G.、Naruse Kiyoshi、Fukamachi Shoji
    • 雑誌名

      Investigative Opthalmology &amp; Visual Science

      巻: 63 ページ: 21~21

    • DOI

      10.1167/iovs.63.11.21

    • 査読あり
  • [学会発表] Mass Spectrometry Imaging of neurotransmitters in medaka brain2023

    • 著者名/発表者名
      Serina Nakamura, Koki Kanamaru, Rie Kusakabe, Takashi Nirasawa, Shu Taira, Takehiro Kusakabe, Masaya Ikegawa
    • 学会等名
      6th International Symposium of the Kyoto Biomolecular Mass Spectrometry Society / International symposium on mass spectrometry imaging 2023 KYOTO
  • [学会発表] カタユウレイボヤ成体の神経複合体の空間的トランスクリプトーム解析2022

    • 著者名/発表者名
      圓尾綾菜, Xin Zeng, 大川奈菜子, 行者蕗, 水谷健一, 鈴木穣, 中井謙太, 日下部岳広
    • 学会等名
      日本動物学会第93回大会
  • [学会発表] カタユウレイボヤ成体の光応答と光受容組織および光受容分子の解析2022

    • 著者名/発表者名
      清水大輔, 大川奈菜子, 圓尾綾菜, 行者蕗, Xin Zeng, 鈴木穣, 中井謙太, 小島慧一, 山下高廣, 七田芳則, 日下部岳広
    • 学会等名
      日本動物学会第93回大会
  • [学会発表] 感覚器・神経系を中心とした脊索動物の発生・生理・進化に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      日下部岳広
    • 学会等名
      日本動物学会第93回大会 日本動物学会賞受賞者講演
    • 招待講演
  • [学会発表] 多様な動物を通してみた生きるしくみと進化 ~ホヤとメダカで探る脳と眼の進化~2022

    • 著者名/発表者名
      日下部岳広
    • 学会等名
      第46回日本血液事業学会総会・特別講演5
    • 招待講演
  • [学会発表] イメージング質量分析法を用いたメダカ脳の神経情報伝達物質の可視化2022

    • 著者名/発表者名
      金丸公暉, 中村芹奈, 日下部りえ, 韮澤崇, 坂本太郎, 日下部岳広,池川雅哉
    • 学会等名
      第47回日本医用マススペクトル学会年会
  • [学会発表] Photoreceptive tissues and photoresponse in the adult of Ciona intestinalis type A2022

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Shimizu, Nanako Okawa, Ayana Maruo, Masao Ichida, and Takehiro G. Kusakabe
    • 学会等名
      11th International Tunicate Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of neuron-glia interactions using a combination of optogenetics and calcium imaging in Ciona swimming larvae2022

    • 著者名/発表者名
      Nanako Okawa, Kazuki Yasuda, Michina Tniguchi, Haruka Motomura, Misaki Okahata, Atsushi Kuhara, Takehiro G. Kusakabe
    • 学会等名
      11th International Tunicate Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular and functional diversity of the nerve cord ependymal cells in Ciona larvae2022

    • 著者名/発表者名
      Ayana Maruo, Miku Sotani, Nanako Okawa, Takeo Horie, Kouhei Oonuma, Takehiro G. Kusaka
    • 学会等名
      11th International Tunicate Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Computational Inference of Gene Regulatory Network in the ascidian brain by single cell RNA-seq data2022

    • 著者名/発表者名
      Xin Zeng, Fuki Gyoja, Takehiro G. Kusakabe, Kenta Nakai
    • 学会等名
      11th International Tunicate Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] カタユウレイボヤ成体の神経複合体における光受容分子の同定2022

    • 著者名/発表者名
      清水大輔, 大川奈菜子, 圓尾綾菜, 行者蕗, Xin Zeng, 鈴木穣, 中井謙太, 小島慧一, 山下高廣, 七田芳則, 日下部岳広
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] カタユウレイボヤ成体中枢神経系の空間的遺伝子発現プロファイリング2022

    • 著者名/発表者名
      圓尾綾菜, Xin Zeng, 大川奈菜子, 行者蕗, 水谷健一, 鈴木穣, 中井謙太, 日下部 岳広
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] ロドプシン欠損メダカの網膜構造、行動およびプロテオーム解析2022

    • 著者名/発表者名
      小林恵理佳, 日下尚美, 射場大貴, 大道裕, 岩崎了教, 池川雅哉, 日下部岳広
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 錐体視細胞特異的miRNA欠損メダカ網膜のトランスクリプトームおよび組織学的解析2022

    • 著者名/発表者名
      小林恵理佳, 福沢悠介, 川上泰治, 行者蕗, 大道裕, 横森類, 鈴木穣, 中井謙太, 日下部岳広
    • 学会等名
      Neuro2022 第45回日本神経科学大会/第65回日本神経化学会大会/第32回日本神経回路学会大会
  • [学会発表] 長波長感受性錐体特異的エンハンサーのCRISPR/Cas9ゲノム編集法による機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      日下尚美, 大西雅也, 川上泰治, 行者蕗, 大道裕, 横森類, 鈴木穣, 中井謙太, 日下部岳広
    • 学会等名
      Neuro2022 第45回日本神経科学大会/第65回日本神経化学会大会/第32回日本神経回路学会大会
  • [学会発表] 光遺伝学とカルシウムイメージングによるホヤ幼生のグリア上衣細胞の生理機能の解析2022

    • 著者名/発表者名
      大川奈菜子, 保田一貴, 谷口倫菜, 本村晴佳, 岡畑美咲, 久原篤, 日下部岳広
    • 学会等名
      Neuro2022 第45回日本神経科学大会/第65回日本神経化学会大会/第32回日本神経回路学会大会
  • [学会発表] シングルセルトランスクリプトームに基づくホヤ幼生神経索グリア細胞の神経発生および神経機能における役割の解2022

    • 著者名/発表者名
      圓尾綾菜, 曽谷実玖, 大川奈菜子, 堀江健生, 日下部岳広
    • 学会等名
      Neuro2022 第45回日本神経科学大会/第65回日本神経化学会大会/第32回日本神経回路学会大会
  • [学会発表] 単一細胞トランスクリプトーム解析によるホヤ幼生神経索グリア細胞のサブタイプの同定2021

    • 著者名/発表者名
      曽谷実玖, 大川奈菜子, 山本真帆, 堀江健生, 大沼耕平, 日下部岳広
    • 学会等名
      2021年日本動物学会近畿支部春季研究発表会
  • [学会発表] カタユウレイボヤ幼生の鼻プラコード様組織に生じるgnrh2発現感覚神経細胞の細胞内シグナル伝達経路の解析2021

    • 著者名/発表者名
      大川奈菜子, 桑原里佳, 泉有紗, 本村晴佳, 岡畑美咲, 久原篤, 日下部岳広
    • 学会等名
      日本動物学会第92回大会
  • [学会発表] カタユウレイボヤ幼生の神経索グリア細胞の多様性と機能2021

    • 著者名/発表者名
      曽谷実玖, 大川奈菜子, 堀江健生, 大沼耕平, 日下部岳広
    • 学会等名
      日本動物学会第92回大会
  • [学会発表] ホヤ幼生の脳にあるドーパミン産生細胞の発生メカニズムの解析2021

    • 著者名/発表者名
      大沼耕平, 日下部岳広
    • 学会等名
      日本動物学会第92回大会
  • [学会発表] 単一細胞トランスクリプトーム解析によるホヤ幼生の尾部に存在する双極型感覚神経細胞の分化機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      堀江良子, 日下部岳広, 笹倉靖徳, 堀江健生
    • 学会等名
      日本動物学会第92回大会
  • [学会発表] Cionaの初期の運動行動のリズムは単一運動ニューロンにより決定される2021

    • 著者名/発表者名
      堀田耕司, 赤星太一, 内海円花, 大沼耕平, 村上誠, 堀江健生, 日下部岳広, 岡浩太郎
    • 学会等名
      日本動物学会第92回大会
  • [学会発表] Calcium imaging reveals putative roles and regulatory mechanisms of the GnRH system and glial ependymal cells in the Ciona intestinalis type A larva2021

    • 著者名/発表者名
      Nanako Okawa, Arisa Izumi, Rika Kuwahara, Michina Tniguchi, Haruka Motomura, Misaki Okahata, Takeo Horie, Atsushi Kuhara, Takehiro G. Kusakabe
    • 学会等名
      The 1st CJK International Meeting/The 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular profiling of glial ependymal cells of the Ciona larval nerve cord by single-cell transcriptomic analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Miku Sotani, Nanako Okawa, Maho Yamamoto, Takeo Horie, Kouhei Oonuma, Takehiro G. Kusakabe
    • 学会等名
      The 1st CJK International Meeting/The 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 国際学会
  • [学会発表] 光遺伝学を用いたホヤ幼生のグリア上衣細胞の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      大川奈菜子,保田一貴, 谷口倫菜, 本村晴佳, 岡畑美咲, 久原篤, 日下部岳広
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] ホヤ幼生尾部神経索グリア細胞の多様性と機能2021

    • 著者名/発表者名
      曽谷実玖, 大川奈菜子, 堀江健生, 大沼耕平, 日下部岳広
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] UV錐体視細胞特異的miRNA(miR-729)欠損メダカの網膜トランスクリプトームと視細胞モザイクパターンの解析2021

    • 著者名/発表者名
      川上泰治, 小出美月, 横森類, 行者蕗, 鈴木穣, 中井謙太, 大道裕, 日下部岳広
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] メダカ長波長感受性錐体特異的エンハンサーLWS-CNR-Aの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      福沢悠介, 日下尚美, 小林恵理佳, 大西雅也, 川上泰治, 横森類, 鈴木穣, 中井謙太, 行者蕗, 大道裕, 日下部岳広
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] カタユウレイボヤ成体の光受容組織の同定と光応答の解析2021

    • 著者名/発表者名
      清水大輔, 大川奈菜子, 圓尾綾菜, 市田正夫, 日下部岳広
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 脊索動物の正中構造の発生プログラム進化とヘッジホッグシグナルの役割2021

    • 著者名/発表者名
      日下部岳広, 佐藤由奈, 関彩花, 山本真帆, 森継奈穂, 大川奈菜子, 曽谷実玖, 圓尾綾菜, 常深 秀人, 堀江健生, 笹倉靖徳, 大沼耕平
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] シングルセルトランスクリプトーム解析によるホヤ幼生尾部の双極型感覚神経細胞の分化機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      堀江良子, 日下部岳広, 笹倉靖徳, 堀江健生
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会

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公開日: 2023-12-25  

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